تقنية الخلايا المقطعة إلى أربعة: الكود الكفاءة التالي في صناعة الطاقة الشمسية
مقدمة
على مدى الأشهر الستة الماضية، ظهر مصطلح واحد بشكل متزايد في دوائر الطاقة الشمسية الكهروضوئية: الخلايا ذات القطع الأربع.
تونغوي، جينكو سولار، ترينا، شينت... موجة من عمالقة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الرائدين راهنوا بشكل جماعي. إطلاق منتجات جديدة يتوالى، وأرقام قياسية لكفاءة الوحدات تُحطم مرارًا وتكرارًا.
البعض يسميها "ثورة تكنولوجية"، وآخرون يقولون إنها مجرد "امتداد طبيعي للخلايا نصف المقطوعة". ما هي الحقيقة؟ لماذا يراهن اللاعبون الكبار على هذه التكنولوجيا معًا؟ اليوم دعنا نحلل الأمر بالكامل.
المبدأ: لماذا يهم قطع الخلايا
قبل الحديث عن الخلايا ذات القطع الأربع، هناك سؤال أساسي يستحق دقيقتين من الوقت.
يعتقد الكثيرون أن الغرض من قطع الخلايا هو "تحسين الكفاءة". بالمعنى الدقيق، هذه العبارة ليست دقيقة تمامًا.
القطع لا يحسن كفاءة الخلية، بل يحسن الطاقة المعبأة للوحدة.
كفاءة الخلية هي شأن الخلية نفسها. سواء قمت بقطعها أم لا، فإن كفاءة الخلية الواحدة لا تتغير. ولكن بمجرد قطعها إلى قطع أصغر، يصبح التيار أصغر، وتقل خسائر المقاومة لهذا التيار على القضبان الناقلة والأشرطة. هذه الطاقة المدخرة تظهر في النهاية كزيادة في طاقة خرج الوحدة.
قانون جول، فيزياء المرحلة الإعدادية: الخسارة = I²R. نصف التيار، وتصبح الخسارة ربعًا.
السبب وراء انتشار تقنية النصف المقطوع على نطاق واسع خلال السنوات الخمس الماضية يعود إلى هذه العلاقة الرياضية البسيطة بشكل لا يصدق.
التقطيع الرباعي هو امتداد لنفس المنطق: قطع التيار إلى النصف مرة أخرى، وينخفض الفقد إلى الربع مرة أخرى. ترقية وحدة من التقطيع النصفي إلى التقطيع الرباعي تحقق زيادة في الطاقة تتراوح بين 10-20 واط، مما يتوافق مع تحسن في الكفاءة بنسبة 0.3-0.5 نقطة مئوية.
قد لا يبدو ذلك كثيرًا. لكن في بيئة التسعير الحالية، يمكن أن تكون هذه النسبة 0.3 نقطة مئوية هي الفرق بين الفوز بالمناقصة أو عدمه.
لماذا الآن؟ محفزات السوق
المبدأ التقني للخلايا الرباعية التقطيع ليس جديدًا، فقد كان الناس يناقشونه قبل خمس سنوات على الأقل. لكن الإنتاج الضخم الحقيقي حدث فقط في الأشهر الستة الماضية.
لماذا؟
لأن ظروف جانب الطلب تغيرت.
التغيير الأول هو السياسة. في 15 يونيو، أصدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات الصينية معيارًا لتصنيف وتدرج الوحدات الكهروضوئية، حيث تم فرزها إلى أربع فئات حسب كفاءة التحويل، مع أدنى فئة عند 23.4%. على الرغم من أنه معيار توصية اسميًا، إلا أن مشتريات الشركات المملوكة للدولة ستستشهد به على الأرجح مباشرة. بالنسبة لصانعي الوحدات، هذا ليس سؤالًا عن "هل نفعل ذلك؟"، بل سؤال عن "افعله أو كن مستبعدًا".
يمكن تركيب التقطيع الرباعي على خطوط الإنتاج الحالية، بدورات قصيرة، واستثمار منخفض، ونتائج سريعة. هذا هو المحرك الأول لطفرة التقطيع الرباعي: إنه أسرع طريق لتحقيق عتبة الكفاءة على الخطوط الحالية.
التغيير الثاني هو المشهد التنافسي. أصبحت تقنية TOPCon متجانسة بشكل متزايد، وضاقت فجوة كفاءة الخلايا بين اللاعبين إلى أقل من 0.2 نقطة مئوية. في هذه الحالة، أصبح تحسين التغليف على مستوى الوحدة أحد الأماكن القليلة المتبقية لخلق تمايز.
بمعنى آخر، الغرفة لعصر الماء على مستوى الخلية قد جفت تقريبًا، وحان دور مستوى الوحدة.
التحدي الحقيقي: التخميل الحافي والإنتاجية
مع ذلك، التقطيع الرباعي ليس مجرد مسألة تقطيع وانتهى الأمر.
بعد قطع الخلية إلى أربع قطع، تكون مساحة تلف حافة القطع ضعف مساحة تقنية التقطيع النصفي. إذا تُركت دون معالجة، يتسبب هذا التلف في إعادة تركيب حاملات شديدة، مما يقلل الكفاءة فعليًا، وقد تكون الخلية المقطوعة أسوأ من غير المقطوعة.
لذا فإن صعوبة العملية الأساسية للتقطيع الرباعي ليست في "التقطيع"، بل في التخميل الحافي بعده.
هناك عدة طرق رئيسية اليوم: تستخدم تونغوي تقنية التخميل الحافة TPE المطورة ذاتيًا، والتي وفقًا للمعلومات العامة تؤدي أداءً جيدًا. لدى اللاعبين الرائدين الآخرين حلولهم الخاصة، ولكن يتم الكشف عن تفاصيل قليلة علنًا.
يبدو التخميل الحافة كجملة واحدة، لكن تنفيذه هو جهد هندسي شامل. اختيار مادة طبقة التخميل، التحكم في السماكة، التجانس، التوافق مع عمليات التغليف اللاحقة... كل خطوة تتطلب ضبطًا متكررًا. هذا هو السبب الدقيق وراء تركيز الشركات القادرة على الإنتاج الضخم للقطع الرباعي بين القلة الرائدة.
قضية عملية أخرى هي العائد. كلما كان القطع أدق، زاد خطر التفتت. أخبرني صديق في مصنع وحدات أن معدل التفتت للقطع الرباعي أعلى بنسبة 2-3 نقاط مئوية من القطع النصفي، مما يؤثر مباشرة على التكلفة.
عدد نقاط اللحام هو أيضًا مشكلة. تحتوي الوحدة ذات القطع الرباعي على ضعف عدد نقاط اللحام مقارنة بالقطع النصفي وأربعة أضعاف الخلية الكاملة. كل نقطة لحام هي نقطة فشل محتملة. ما إذا كانت قادرة على تحمل اختبار الموثوقية طويل الأمد لفترة ضمان 25 عامًا، بصراحة، لا توجد بيانات تشغيلية كافية من العالم الحقيقي للإجابة على هذا السؤال.
ما يفعله اللاعبون الرائدون
ماذا تفعل شركات الطاقة الشمسية الرائدة؟ بناءً على المعلومات العامة المتاحة حاليًا:
تونغوي تتحرك بقوة أكبر. سلسلة TNC 3.0 الخاصة بها تتبنى نهج القطع الرباعي، بقدرة قصوى تصل إلى 770 واط وكفاءة 24.8%، مما يضعها في المرتبة الأولى بين الوحدات المنتجة بكميات كبيرة. يستخدم التخميل الحافة تقنية TPE المطورة ذاتيًا.
Vertex من الجيل الثالث لشركة ترينا سولار تتبنى أيضًا القطع الرباعي، بقدرة تصل إلى مستوى 760 واط. تمتلك ترينا تراكمًا عميقًا في تغليف الوحدات، وهذه المرة استخدمت كل ترسانتها.
Tiger Neo 3.0 من جينكو تتبع أيضًا القطع الرباعي، بقدرة 670 واط. استراتيجية جينكو كانت دائمًا ثابتة، لا تطارد المعايير القصوى ولكن تقدر الاتساق في الإنتاج الضخم.
مسار لونجي مختلف. بدلاً من تكديس القطع الرباعي فوق TOPCon، ذهبت لونجي مباشرة إلى مسار BC، باستخدام الكفاءة العالية المتأصلة لتقنية الاتصال الخلفي لحل المشكلة. تصل وحدات BC إلى 680 واط في الإنتاج الضخم، مع هدف شحن لعام 2026 يتجاوز 50 جيجاواط. هذه لعبة مختلفة، تراهن أساسًا على الميزة الجيلية لمسار تكنولوجيا الخلايا.
ASTRON 7 Pro من شينت للطاقة الجديدة تتبنى أيضًا القطع الرباعي، بقدرة 670 واط.
من هذه المنتجات يمكنك رؤية تباين مثير للاهتمام: معظم الشركات تختار تكديس القطع الرباعي على خطوط TOPCon الحالية "لإطالة عمرها"، بينما تختار LONGi تخطي هذه الخطوة والمراهنة مباشرة على BC. أي استراتيجية ستفوز في النهاية، من السابق لأوانه الاستنتاج.
فوائد حقيقية لأصحاب محطات الطاقة
بالنسبة لمستثمري وأصحاب محطات الطاقة، توفر الألواح ذات القطع الرباعي فائدتين عمليتين.
أولاً، أداء أفضل في الإضاءة المنخفضة. الألواح ذات القطع الرباعي لها تيار تشغيل أقل، لذا في سيناريوهات الإضاءة الضعيفة مثل الصباح الباكر والمساء والأيام الغائمة والشتاء، يكون فقدان التوليد أقل. لا تقلل من شأن هذا الاختلاف، فعند تحويله إلى مكاسب توليد سنوية، يكون التأثير على عائد الاستثمار حقيقياً جداً.
ثانياً، مقاومة أقوى للتظليل. الدائرة الداخلية للوح ذو القطع الرباعي مقسمة إلى سلاسل أدق، لذا عند التظليل الجزئي (ظلال الأشجار، فضلات الطيور، تراكم الغبار)، يكون التأثير على إخراج اللوح بأكمله أقل. هذا مهم بشكل خاص لسيناريوهات الأسطح الموزعة، حيث تكون ظروف التظليل على الأسطح معقدة غالباً.
بالطبع، المقابل هو سعر أعلى قليلاً للوح. لكن بالنظر إلى مكاسب التوليد من تحسين الكفاءة، فمن المرجح أن تكون التكلفة المستوية للكهرباء (LCOE) أفضل.
النظرة المستقبلية: خيار عملي للنافذة الحالية
إليك بعض الأحكام الشخصية، للرجوع إليها.
على المدى القصير، سيصبح القطع الرباعي خطوة قياسية لمعسكر TOPCon. مع وجود معيار تصنيف الكفاءة من الوزارة، يعني عدم الترقية عدم أهلية المناقصة، وهو قيد صارم. من المتوقع أنه من النصف الثاني من عام 2026 حتى عام 2027، ستكمل خطوط TOPCon للشركات الرائدة ترقية القطع الرباعي إلى حد كبير.
على المدى المتوسط، مع نضوج العمليات وتحسين العوائد، سيتقلص علاوة تكلفة القطع الرباعي تدريجياً. بحلول 2027-2028، قد يتقلص فرق السعر بين الألواح ذات القطع الرباعي وغير الرباعية إلى مستوى لا يُذكر. عندها سيتحول من "خيار متميز" اليوم إلى "تكوين أساسي".
على المدى الطويل، من المرجح أن يكون القطع الرباعي حلاً انتقالياً. التكرار التكنولوجي في صناعة الطاقة الشمسية لا يتوقف أبداً، وقد تظهر هياكل خلايا جديدة أو طرق تغليف تجعل مسألة "عدد القطع" غير ذات صلة.
لكن هذا أمر للمستقبل.
في هذه النافذة الحالية، القطع الرباعي هو الخيار الأكثر عملية. الاستثمار قابل للتحكم، النتائج سريعة، لا يقفل مساراً، ويحل المشكلة المطروحة.
في البيئة الحالية حيث انخفضت أسعار الوحدات إلى أقل من 1 يوان/واط، فإن التكنولوجيا التي يمكنها رفع الكفاءة والفوز بالمناقصات بأسرع وأكثر طريقة موثوقة هي التكنولوجيا الجيدة.
لا حاجة لتعطيل، لا حاجة لثورة.
جيد بما فيه الكفاية، مفيد، وجاهز للاستخدام فورًا، هذا يكفي.
رؤية Ooitech
تعتقد Ooitech: تقنية الخلايا ذات القطع الأربع هي حاليًا المسار الأكثر عملية ومنخفض التكلفة وسريع المفعول لمصنعي الوحدات لتلبية معايير الكفاءة المتزايدة والبقاء تنافسيين في لعبة المناقصات.
